大情境創設的單元教學實踐
——以“金屬及其利用”單元教學為例

范效峰 王 鋒 董 順 湯 偉

安徽省碭山縣第五中學(235399) 安徽省碭山中學(235399) 安徽省宿州市靈璧中學(235300)

傳統的教學方式強調“知識分塊”“單篇教學”,這樣容易導致知識系統性不強,課堂教學效率無法有效提升。大單元教學,是以一個主題為核心,基于課程標準,以大概念為統領,著眼于全面育人的“大道理”,形成貫通情境、任務、活動與評價的整體性教學。通過大情境、大任務,促進單元內各構成要素的協同與整合,引領學生建立整體的、系統的知識體系和思維方式。

1 單元整體分析

在《義務教育化學課程標準(2022)版》[1]中,該教學內容屬于“物質的組成與性質”主題下的“金屬與金屬礦物”,其內容要求為:知道大多數金屬在自然界中是以礦物形式存在的;知道金屬具有一些共同的物理性質;通過實驗探究等活動認識金屬的主要化學性質及金屬活動性順序;知道在金屬中加入其他元素形成合金可以改變金屬材料的性能;了解金屬及金屬材料在生產、生活及社會發展中的重要作用;了解防止金屬腐蝕的簡單原理和常用方法;了解廢棄金屬對環境的影響及金屬回收再利用的價值。

在研究不同版本教材和課程標準的基礎上,將“金屬及其利用”作為單元整體教學,在學科大概念的統領下,以“解說河北滄州獅”為大情境,將教材內容重新整合(見表1)。

表1 金屬及其利用知識重組

學生通過之前的學習,已經能說出常見金屬的物理性質,了解了部分金屬和氧氣的反應及鐵與硫酸銅的反應,知道鐵會生銹,但不清楚原因;在實驗探究能力上,已初步掌握實驗探究的步驟與方法,也具有了一定的信息提取和分析表達能力?；谝陨蠈W情,確定了學生知識待增長點和能力待增長點為不同金屬需用不同的方法來制備;實驗室煉鐵和工業煉鐵的原理及方法;合金與純金屬的性能比較;金屬的化學性質;鐵生銹的原理;熟悉研究物質的一般思路和方法;系統設計實驗并完成實驗探究。

2 單元教學設計

2.1 單元教學目標

(1)通過分析金屬冶煉的原理和方法,學會將理論知識應用于實踐。

(2)通過對金屬材料物理性質的歸納,學會根據物質的性質等選擇材料,體會金屬材料對人類生活的應用價值。

(3)從化學反應的視角,通過一系列的探究實驗,理解金屬的化學性質,認識金屬活動性順序,初步建立研究一類物質性質的基本思路和方法。

(4)通過控制變量法,設計實驗探究鐵生銹的條件,建立實驗探究的一般模型;了解金屬防腐的措施,提高科學探究的能力。

2.2 單元整體知識結構

大概念反映學科本質,具有高度概括性、統攝性和遷移應用價值。結合該學習主題特點,擬定該學習主題下的學科大概念、次級大概念、基本概念、基本知識,單元知識結構圖如圖1所示。

圖1 單元知識結構

2.3 單元整體教學思路

單元教學設計不是知識點教學的簡單疊加,而是以大概念為統領,建立相關內容的聯系,向上突出單元知識與學科觀念的對接,向下思考知識與具體事實的聯系[2],本單元的整體教學思路如圖2所示。

圖2 單元整體教學思路

3 課時教學過程

3.1 環節一:情境導入,建構合金概念

展示:多媒體展示河北滄州獅與不銹鋼獅,見圖3。

圖3 河北滄州獅與不銹鋼獅

問題:你看到了什么?這兩個獅子有什么不同?

學生:查閱資料,自主思考,討論并回答。

過渡:金屬材料分為純金屬和合金,它們有什么區別?

學生:從物質分類、元素組成、用途等角度思考。

點評:同學們課前預習的非常好!回答問題的思路非常清晰!

歸納:純金屬是純凈物,合金是混合物。

設計意圖:引導學生建立金屬文物與化學學科的關系,感受化學無處不在的神奇奧秘,增強學科自豪感和民族榮譽感。

3.2 環節二:歸納常見金屬的物理性質

展示:多媒體展示生活中常見金屬制品,見圖4。

圖4 生活中常見的金屬制品

問題:生活中常見金屬有很多,它們有哪些物理性質?

引導:結合該金屬制品的用途,分析它的性質,從顏色、狀態、導熱性、導電性等多方面考慮。

學生:小組討論交流、分享匯報。

歸納:具有金屬光澤、常溫下都為固態(汞為液態)、導電導熱性好、延展性好……

設計意圖:學會多角度思考,整合信息。培養團隊合作能力,引導學生在互動中學會歸納總結,領悟到同一類物質在物理性質上的相似性和差異性,理解物質的性質與用途的關系。

3.3 環節三:選擇利用合適的金屬材料

展示:多媒體播放金屬工藝作品圖片,見圖5。

過渡:這些金屬工藝制品中,主要有哪些金屬?該物品的制作,為什么要選用這種金屬?

學生:小組討論交流、分享匯報。

引導:比如,你去做一個金屬首飾,你會考慮什么?

歸納:影響選擇金屬的因素有金屬的性質、價格、資源、使用的便利性、是否易于回收……

設計意圖:重視學生對知識的自主構建、動態生成過程,引導學生將感性的生活經驗提煉成理性的化學知識。

3.4 環節四:比較合金與純金屬的性能差異

問題:在生活中,你見到的所有金屬制品中,合金多還是純金屬多?結合收集的資料,思考為什么?你能設計實驗比較純金屬與合金的硬度嗎?

學生:設計實驗方案,分組實驗,比較純金屬與合金的硬度,如圖6所示。

圖6 比較銅與黃銅、鋁與硬鋁的硬度

點評:同學們表現的非常棒!實驗操作比較標準,體現了化學實驗的嚴謹性!

引導:合金除了比純金屬的硬度大,還具有什么優點?

學生:查閱資料,自主思考,回答問題。

歸納:硬度大、熔點低、抗腐蝕性能強。

設計意圖:通過切身實驗,引導學生用實踐來檢驗真理,在親自動手參與中獲得檢驗真理的滿足感和成就感。

3.5 環節五:小結與練習

問題:學完本節課,你有什么感想?結合今天的學習內容,從金屬利用的角度,說一說自己的體會?

學生:分享,交流。從學科角度說出金屬的性質和用途。

引導:請畫出本節課的思維導圖。

學生:畫出并展示本節課展示思維導圖,如圖7、圖8所示,分享收獲。

圖7 思維導圖(a) 圖8 思維導圖(b)

布置作業:調查身邊的金屬制品,查閱資料,研究它們的組成、性質、應用,并提出建議。

自評與互評:完成評價量表(見表2)。

表2 課時評價設計

設計意圖:用思維導圖的形式歸納,使零碎知識整體化、系統化。通過實踐活動,培養學生綜合利用所學知識解決實際問題的能力,鍛煉發散思維,獲取知識的能力,通過評價量表掌握本節課的學習情況。

4 教學案例分析

4.1 圍繞核心素養,設置單元目標

本單元從“化學觀念”“科學思維”“科學探究與實踐”“科學態度與責任”四個維度制定學習目標,注重化學觀念的形成和學生學習方式的轉變,以促進學生科學素養發展為宗旨,既結合了學生的已有知識經驗體系,又融合了化學課程標準的要求。

4.2 圍繞真實情境,指向問題解決

真實的問題情境滲透于教學過程之中,可以幫助學生更好地理解和運用化學知識。通過“解說滄州獅”為大情境,設計3個真實的子情境,課時內容一脈相承、環環相扣。通過問題驅動和任務驅動,推動整個課堂的教學活動有序開展,使知識建構結構化、知識應用情境化,幫助學生完成化學觀念的自主建構過程。

4.3 單元整體設計,建構知識聯結

從大單元的角度出發,重組單元課時為4課時,以“滄州獅的過去、現在、未來”為學習線索,創設了多種有意義的情境和任務活動,運用類比學習法、比較歸納學習法,將零碎知識有效整合,同時注意聯系學生的生活實際,讓學生參與到知識建構的過程中,體驗成功的喜悅,既使教學過程相互關聯,又使學生學會了研究物質的方法。

4.4 “教、學、評”一體化,發展學科核心素養

基于基本問題設計教學評一體化教學活動[2],在教學評價上,既有定性的評價,如在教學活動中,教師通過提出問題,對學生的回答和探究活動給予即時的點評,鼓勵學生積極回答問題,激勵學生參與課堂實踐等;也有定量的評價,如通過課時評價量表,學生進行自評和互評,了解本節課的學習情況。同時通過對課前預習,課中活動、課后作業等的自評和互評,實現了評價方式的多樣化,評價主題的多元化,體現了教、學、評一體化,促進了知識的建構和能力的提升。堅持目標引領、任務驅動、活動設計,“教、學、評”一體化,有利于發展學科核心素養。

5 結語

大情境創設的單元教學,從真實的生活情境出發,重構知識體系,以問題和任務為載體,促進了深度教學。大概念統攝下的大單元教學,使知識結構化、問題情境化、情境生活化,促進了學生核心素養的發展。從滄州獅的由來、現在、未來3個方面,設置了真實情景,通過問題、任務驅動和活動,幫助學生獲取學科知識,提高學習能力,提升學科素養。